周期調制PT對稱光學波導體系的動力學及其調控.pdf

1、宇稱-時間(PT)對稱的光學波導體系具有獨特的光學性質，在光子信息處理以及集成光學方面具有重要的潛在應用價值，因此激起了廣泛地研究興趣。在所有關于PT對稱光學波導體系的研究中，PT對稱性的調控是一個最基本、最重要的問題，而且也是光束傳播動力學控制的核心內容。因此，人們迫切希望能夠尋找一套方便而有效控制PT對稱性的方法。本文以PT對稱的少通道光學波導體系為研究對象，來說明怎樣通過調節(jié)外場激光去操控體系的PT對稱性及其動力學。本文的結構如下

2、：
　　第一章，我們介紹了PT對稱性的定義及其在量子物理和光學中的研究進展。
　　第二章，我們分析地研究了PT對稱光學耦合器中的傳播動力學及其PT對稱性的調控。我們分析地給出了光束在PT對稱光學耦合器中傳播動力學方程的分析解。研究發(fā)現(xiàn)對于沒有破缺的PT對稱的情形，光強在兩個波導間振蕩地周期傳播，而對于破缺的PT對稱的情形，無論光從增益還是損耗的波導入射，光強總是局域在有增益的波導中傳播。我們的分析結果很好地解釋了最近的實驗結

3、果[Nat. Phys.6,192(2010)]。進一步，我們還探索了如何利用周期調制去調控體系的PT對稱性，從而有效地去控制體系的傳播動力學。
　　第三章，我們研究了PT對稱光學耦合器中增益和耗散的Floquet控制。通過周期地調制兩波導間的耦合強度，我們發(fā)現(xiàn)體系的增益和耗散可以被有效地Floquet控制。甚至一個初始的非厄米體系可以被調制成一個有效的厄米體系，有效的厄米體系對應于高頻情形下初始的非厄米體系。因此，與以前只能利用

4、周期調制將體系PT對稱性調窄的研究結果不同，我們可以利用周期調制將體系PT對稱性調寬。進一步，我們還探討了體系的隧穿動力學及其相應的光學模擬。
　　第四章，我們進一步將體系擴展到周期調制的非厄米四通道光學波導體系。在高頻極限下分析地給出了體系的準能譜。研究發(fā)現(xiàn)，對于沒有調制的非厄米四通道光學波導體系不具有完全的實能譜，而對于周期調制的體系不僅具有完全的實能譜，而且還可通過周期調制去調節(jié)體系完全實能譜的參數(shù)范圍。另外，通過解析和數(shù)值